EP1066801A1 - Method and device for the manufacture of medical in particular dental prosthesis - Google Patents
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- EP1066801A1 EP1066801A1 EP00114401A EP00114401A EP1066801A1 EP 1066801 A1 EP1066801 A1 EP 1066801A1 EP 00114401 A EP00114401 A EP 00114401A EP 00114401 A EP00114401 A EP 00114401A EP 1066801 A1 EP1066801 A1 EP 1066801A1
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Definitions
- the invention relates to a method for creating medical, in particular dental fitting bodies, in which a workpiece from which the fitting body is created is machined with a tool.
- Such a method is known for example from EP-A-0 182 098 known.
- a workpiece made of dental ceramic Material is arranged on a holder, which is at the machining process.
- the Workpiece optionally from a cutting disc or one edited finger-shaped grinding pin on a Tool carriers are attached.
- the altitude of the Tool carrier is controlled according to the program so that the shape by the material removal along the to be formed contour of the fitting body.
- the too forming contour was previously from an optical scanning of the pretreated tooth in which the dental fitting body to be used.
- EP-A-0 455 853 also describes a process for Creation of dental prosthetic fittings known. Here the processing is done simultaneously by two tools mounted on different tool heads.
- Too high a removal rate can lead to overheating of the tool up to its destruction. It is very important to make sure that during maximum of the total machining of the workpiece Load on the tools is not exceeded.
- This method can then be used in particular insert when the tool is essentially is cylindrically symmetrical and by means of a Rotary drive rotates around its axis of symmetry.
- the tool is essentially an advantageous one cylindrical grinding pin with a lateral surface and an end face.
- Determination of the current load on the tool There are two options in particular for that Determination of the current load on the tool. According to the first possibility, it is used as a measure of the actual load on the tool Rotation frequency of the tool at essentially constant power consumption of the rotary drive determined. According to the second option, is used as a measure of the actual load the power consumption of the Rotary drive at a given rotation frequency determined.
- the one-dimensional sideways movement exists preferably in a pivoting of the tool an axis that is substantially parallel to Axis of symmetry of the tool is. But it is also conceivable a transverse displacement of the tool a direction that is substantially perpendicular to both Axis of symmetry of the tool as well as to the direction of the is linear feed.
- the desired contour from the workpiece is advantageous worked out in such a way that the linear Gradually feed the entire machining in the in the same direction.
- the feed takes place sensibly in steps that are small compared to the mean diameter of the tool.
- the web will divided into sections between which no linear Feed occurs.
- the expected load is then for each section from the comparison of the path along this section and the path of each previous section.
- Everyone Movement section can be from the above Movement types b) and c), that means from one Depth change of the tool and a one-dimensional one Sideways movement, put it together.
- the calculation of the expected removal rate can point at at least one selected point of the Movement section take place.
- the tool is a cylindrical one Abrasive pencil
- the regulation of the one-dimensional sideways movement To determine a Measure of the expected load at the one-dimensional sideways movement becomes the height that part of the outer surface of the grinding pin calculated on which material is removed.
- the Speed of one-dimensional sideways movement is then limited to a maximum speed that is determined by accessing a table in which for multiple values of the amount of that proportion of Lateral surface on which material is removed, the assigned maximum speed is stored.
- FIG. 1 shows a workpiece 1 on a holder 2 assembled. This is in a not shown Workpiece spindle clamped and by means of Workpiece spindle in the axial direction along the Feed direction V slidable. Above the image plane a cylinder grinder, not shown, is arranged, which is stored in a tool spindle and by means of a rotary drive can be set in rotation. The The cylinder grinder rotates around an axis, the vertically on the image plane and thus also vertically stands on the feed direction V.
- the Cylinder grinder in the tool spindle along the Rotation axis of the tool i.e. perpendicular to the Image plane
- moved towards and away from the tool become.
- the Tool spindle around an axis, not shown, in the Image plane can be pivoted.
- the Cylinder grinder an arcuate path relative to Workpiece.
- a contour can be generated in workpiece 1 during machining should, as indicated by the contour lines 3.
- This contour is therefore an irregular one shaped depression in workpiece 1 in the image plane inside.
- a contour Occlusal surface of a tooth crown that is made from the workpiece to be manufactured.
- the Workpiece spindle with the holder 2 and the one on it attached workpiece 1 in its initial position with respect to the feed direction V.
- the cylinder grinder is located in relation to the feed direction V am upper end of the workpiece 1.
- the tools as described, for example, in EP-A-0 455 853 is described, the real begins Machining process.
- the grinding pin is removed a suitable feed of the workpiece in direction V and a suitable pivoting of the tool spindle brought the position A.
- the rotating grinding pen now starts machining the workpiece by moved towards the workpiece along its axis of rotation until its end face touches the workpiece and with material removal begins.
- the tool spindle pivoted along the direction 4, being continuous or gradually change the depth of the Grinding pin in the workpiece. That way the first path section of the contour to be worked out generated.
- the workpiece 1 is a small one Amount shifted along the feed direction V.
- the size of the feed cut depends in particular on the desired precision when working out the Contour. In any case, it is much smaller than the diameter of the grinding pin.
- Figures 2 and 3 illustrate the removal of the Workpiece material in different phases during the Machining the workpiece 1.
- the representation of the Figures 2 and 3 are in section from the side, wherein the viewing direction with respect to FIG. 1 from the left lies within the image plane.
- the situation in FIG. 2 corresponds approximately to the state at point B, the Situation of Fig. 3 roughly the state at point C.
- Both Fig. 2 and Fig. 3 are as are to be understood as a highly schematic representation in particular not to scale.
- the grinding pin 7 has several Feed steps the position shown in the workpiece 1 reached. Here he has the area 8 of the desired Contour worked out of workpiece 1. After one further feed step of the workpiece 1 in the direction V the grinding pin 7 now works a further section the contour out of the workpiece 1. For this he is using the tool spindle pivots, causing a movement in corresponds to the image plane in or out of it, and its depth in the workpiece is changed, which one Movement of the grinding pin up or down corresponds to the axis of rotation 9.
- the first load case is so-called front load case. This occurs when the grinding pin 7 along its axis of rotation in the Workpiece 1 is moved into it. A material removal takes place here only on the face of the grinding pin. There are different situations here. In the first situation, the entire face of the Part of the material removal. This is for Example if the case in Fig. 2 Grinding pin 7 down along its axis of rotation is moved. One can see a complete one here speak front load case. In the other situation only takes up part of the end face of the material removal part. This is the case, for example, if the Grinding pin 7 in Fig. 3 along its Direction of rotation is shifted down. Here 3 is only removed from the lower right End of the sharpening pencil.
- the first and simplest variant is the speed of the Relative movement between tool and workpiece on one limit low maximum value. With enough lower Choosing this speed leads to the fact that even in the worst case, no overloading of the Tool can be done. By doing so, one effectively overloads the tool prevent, however, the processing time of the Workpiece in an unacceptable manner.
- Tool load added. That way the movement between tool and workpiece in those areas in which a high stock removal rate is expected to be very slow from the start and vice versa in areas where only one low stock removal rate is expected to be higher Relative speed between tool and workpiece to get voted.
- the sequence of the method according to the invention is schematically illustrated in FIG. 4.
- the geometrical Data of the fitting body to be created are in one Computing and storage unit 10 stored.
- this data for example, on known Way from an optical 3D image of an area of Oral cavity can be obtained.
- From this geometric data calculates the computing and storage unit 10 on the one hand the path on which the machining tool and the Move the workpiece relative to each other and on the other hand for a number of points on this path the expected one Removal rate of the tool.
- the Computing and control unit 10 control signals therefrom passes them on to a control unit 11.
- the Control unit 11 regulates various electromotive, hydraulic or pneumatic Drives used to perform a relative movement are provided between the tool and the workpiece.
- these drives are schematic to one Drive unit 12 summarized.
- the control device 11 In addition to the Control signals from the computing and control device 10 the control device 11 also receives signals by a drive control 13, with the help of electromotive rotary drive 14 of the Machining tool is regulated. The regulation is done in such a way that the rotational frequency of the processing tool remains largely constant.
- the control unit 11 is then fed signals the information about the power consumption of the Rotary drive 14 included. From the signals of the Computing and control unit 10 on the one hand and the Drive control 13 on the other hand determines the Control unit 11 the necessary manipulated variables for Drive unit 12, which are required to Relative movement between tool and workpiece the calculated path.
- the web is in the computing and control device 10 first divided into a number of sections, during which there is no linear feed of the workpiece along the feed direction.
- For each Section can now calculate the point by point Swivel position of the tool and the calculation of the Depth of the tool in the workpiece.
- the path can thus be represented by a large number of triples of numbers, with the first numerical value each Tripels the track section, the second numerical value the Swivel position of the tool and the third numerical value indicates the depth of the tool in the workpiece. If that Workpiece additionally rotates around the feed axis carries out another numerical value for the Angle of rotation of the workpiece.
- the calculation of the baby data need not be for the Entire web completely before the start of the grinding process respectively. It can also be carried out in sections be, for example, during the grinding of a Track section for the next track section.
- the computing and control device 10 now conducts signals to the control unit 11, which are suitable for the Drive for pivoting the tool and the To control the change in depth of the tool.
- the Drive for example, contains stepper motors the computing and control device 10 to the Control device 11 information on the at each Number of adjustment steps to be carried out by the Stepper motor and the chronological order of these Adjustment steps.
- the chronological order of the Adjustment steps are laid in particular by Relative motion speed fixed. It will be like this chosen that this speed is close, but below the calculated maximum permissible speed.
- the control device 11 controls this Signals directly the drives for the Swiveling movement and the change in depth of the tool as well as the drive after the end of each rail section for the workpiece feed. It receives from the Control device 13 information about the current Load on the grinding pin. In optimal conditions, that is, with exact adjustment of the tools, one new and thus powerful grinding pen, more optimal Cooling etc. becomes the instantaneous load determined largely match the calculated load. The control device does not need in this case intervene. However, the grinding pin is worn and therefore less efficient than expected, or lie other non-optimal operating conditions, so the actual load on the grinding pin is higher than the calculated load. In this case, the Control device 11 regulating, in which it Relative speed between tool and workpiece lowers.
- the control method according to the invention can often without apparatus change to existing devices for Creation of medical fitting bodies implemented become.
- a device is in any case anyway comprise a computing and control device that After suitable programming, the functionality of the Take over computing and control device 10 of FIG. 4 can.
- the control unit for detection of overload. Instead of a fixed maximum Relative speed between workpiece and tool this control unit is now a variable maximum Relative speed given by the respective Path point is dependent. So can easily and a very reliable at low cost Scheme can be achieved.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erstellung von medizinischen, insbesondere zahnmedizinischen Paßkörpern, bei dem ein Werkstück, aus dein der Paßkörper erstellt wird, mittels eines Werkzeuges abtragend bearbeitet wird.The invention relates to a method for creating medical, in particular dental fitting bodies, in which a workpiece from which the fitting body is created is machined with a tool.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der EP-A-0 182 098 bekannt. Ein Werkstück aus dentalkeramischem Werkstoff ist auf einem Halter angeordnet, der sich bei der Bearbeitung drehend vorschiebt. Hierbei wird das Werkstück wahlweise von einer Trennscheibe oder einem fingerförmigen Schleifstift bearbeitet, die an einem Werkzeugträger angebracht sind. Die Höhenlage des Werkzeugträgers wird dabei nach Programm so gesteuert, daß die Formgebung durch den Materialabtrag entlang der zu bildenden Kontur des Paßkörpers erfolgt. Die zu bildende Kontur wurde zuvor aus einer optischen Abtastung des vorbehandelten Zahnes gewonnen, in den der zahnmedizinische Paßkörper eingesetzt werden soll.Such a method is known for example from EP-A-0 182 098 known. A workpiece made of dental ceramic Material is arranged on a holder, which is at the machining process. Here is the Workpiece optionally from a cutting disc or one edited finger-shaped grinding pin on a Tool carriers are attached. The altitude of the Tool carrier is controlled according to the program so that the shape by the material removal along the to be formed contour of the fitting body. The too forming contour was previously from an optical scanning of the pretreated tooth in which the dental fitting body to be used.
Auch aus der EP-A-0 455 853 ist ein Verfahren zur Erstellung von zahnmedizinischen Prothetik-Paßkörpern bekannt. Hier erfolgt die Bearbeitung simultan durch zwei an unterschiedlichen Werkzeugköpfen gelagerte Werkzeuge.EP-A-0 455 853 also describes a process for Creation of dental prosthetic fittings known. Here the processing is done simultaneously by two tools mounted on different tool heads.
Bei der Bearbeitung des Werkstücks tritt das Problem auf, daß die Abtragsleistung der Werkzeuge entlang der zu bildenden Kontur des Paßkörpers meist nicht konstant ist. The problem arises when machining the workpiece, that the removal rate of the tools along the forming contour of the fitting body is usually not constant.
An manchen Stellen der Kontur erfolgt ein sehr starker Materialabtrag, insbesondere wenn ein Paßkörper mit steilen Flanken oder starken Vertiefungen ausgearbeitet werden soll. An anderen Stellen dagegen kann der Materialabtrag sehr gering sein, z.B. wenn eine flache, glatte Oberfläche erzeugt werden soll.In some places on the contour there is a very strong one Material removal, especially if a fitting body with steep flanks or strong depressions shall be. In other places, however, the Material removal be very low, e.g. if a flat, smooth surface should be created.
Eine zu hohe Abtragsleistung kann zu einer Überhitzung des Werkzeugs bis hin zu seiner Zerstörung führen. Es ist also in hohem Maße wichtig, dafür zu sorgen, daß während der gesamten Bearbeitung des Werkstücks eine maximale Belastung der Werkzeuge nicht überschritten wird.Too high a removal rate can lead to overheating of the tool up to its destruction. It is very important to make sure that during maximum of the total machining of the workpiece Load on the tools is not exceeded.
Zu diesem Zwecke wurde vorgeschlagen, bei konstanter Rotationsfrequenz des rotierenden Werkzeugs laufend die Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs zu überwachen. Diese Leistungsaufnahme stellt dann ein Maß für die momentane Belastung des Werkzeugs dar. Überschreitet die Leistungsaufnahme einen bestimmten Maximalwert, so wird die Vorschubgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Werkzeug soweit reduziert, daß die Leistungsaufnahme wieder unter den Maximalwert sinkt.For this purpose, it has been suggested at constant Rotation frequency of the rotating tool Monitor the power consumption of the rotary drive. This power consumption then represents a measure of the current load on the tool. Exceeds the Power consumption a certain maximum value, so the feed rate between the workpiece and Tool reduced so far that the power consumption falls below the maximum value again.
Mit einem solchen Verfahren kann zwar in vielen Fallen eine zufriedenstellende Regelung erreicht werden. Dennoch reicht diese Regelung oftmals nicht aus, um Leistungsspitzen, die zu stark erhöhtem Verschleiß des Werkzeugs führen können, zuverlässig zu verhindern. Solche Leistungsspitzen können insbesondere dann auftreten, wenn schnelle Wechsel zwischen einer niedrigen Abtragsleistung und einer hohen Abtragsleistung stattfinden. Dies ist zum Beispiel häufig bei der Herausarbeitung von scharfkantigen Strukturen mit steilen Flanken der Fall, wie sie häufig bei Zahnkronen auftreten.With such a procedure can in many cases satisfactory regulation can be achieved. Yet this regulation is often not sufficient to Performance peaks that lead to greatly increased wear and tear of the Tool can reliably prevent. Such power peaks can then in particular occur when rapid changes between a low Removal rate and a high removal rate occur. For example, this is often the case with Working out sharp-edged structures with steep Flanks the case, as is often the case with tooth crowns occur.
Es stellt sich also die Aufgabe, ein Verfahren zur Erstellung von medizinischen Paßkörpern anzugeben, bei dem Belastungsspitzen der Werkzeuge wirksam vermieden werden und bei dem der Paßkörper in möglichst kurzer Zeit gefertigt werden kann.So there is the task of a process for Specify creation of medical passports at effectively avoid the stress peaks of the tools and where the fitting body in the shortest possible time can be manufactured.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Erstellung von medizinischen, insbesondere zahnmedizinischen Paßkörpern, bei dem ein Werkstück, aus dem der Paßkörper erstellt wird, mittels eines Werkzeuges abtragend bearbeitet wird, wobei das Werkzeug und das Werkstück eine Relativbewegung entlang einer Bahn ausführen und wobei die tatsächliche Belastung des Werkzeuges zur Regelung der Geschwindigkeit der Relativbewegung herangezogen wird. Erfindungsgemäß wird die zu erwartende Belastung des Werkzeuges entlang der Bahn berechnet und zur Steuerung der Geschwindigkeit herangezogen.This problem is solved by a method for Creation of medical, in particular dental fitting bodies, in which a workpiece is made to which the fitting body is created, using a tool is machined, whereby the tool and the Workpiece has a relative movement along a path execute and being the actual load of the Tool for regulating the speed of the Relative movement is used. According to the invention the expected load on the tool along the Path calculated and used to control the speed used.
Indem die zu erwartende Abtragsleistung des Werkzeuges schon im voraus berechnet wird, können selbst sehr schnelle Lastwechsel vorzeitig erkannt werden und bei der Steuerung der Bewegung zwischen Werkstück und Werkzeug berücksichtigt werden. Auf diese Weise werden Leistungsspitzen von vornherein wirksam ausgeschlossen. Während zum Beispiel für diejenigen Teile der Bahn, bei denen eine hohe Abtragsleistung zu erwarten ist, von vornherein eine niedrige Geschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück gewählt wird, kann die Bewegung in Regionen mit nur geringem Abtrag sehr schnell erfolgen. Dies führt zu einer erheblichen Zeitersparnis bei der Herstellung der Paßkörper. Ferner werden die Kräfte zwischen Werkzeug und Werkstück reduziert.By the expected removal rate of the tool Calculated in advance can be very difficult rapid load changes are recognized early and at Control of movement between workpiece and tool be taken into account. That way Power peaks effectively excluded from the outset. While for example for those parts of the web, at who can expect a high stock removal rate from a slow speed between in advance Tool and workpiece is selected, the movement in Regions with only minimal removal take place very quickly. This leads to a considerable saving in time Manufacture of the fitting body. Furthermore, the forces reduced between tool and workpiece.
Dieses Verfahren läßt sich insbesondere dann sinnvoll einsetzen, wenn das Werkzeug im wesentlichen zylindersymmetrisch ist und mittels eines Rotationsantriebs um seine Symmetrieachse rotiert. Vorteilhaft ist das Werkzeug ein im wesentlichen zylindrischer Schleifstift mit einer Mantelfläche und einer Stirnfläche.This method can then be used in particular insert when the tool is essentially is cylindrically symmetrical and by means of a Rotary drive rotates around its axis of symmetry. The tool is essentially an advantageous one cylindrical grinding pin with a lateral surface and an end face.
Es bieten sich insbesondere zwei Möglichkeiten für die Ermittlung der momentanen Belastung des Werkzeugs an. Gemäß der ersten Möglichkeit wird als Maß für die tatsächliche Belastung des Werkzeuges die Rotationsfrequenz des Werkzeuges bei im wesentlicher konstanter Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs ermittelt. Gemäß der zweiten Möglichkeit wird als Maß für die tatsächliche Belastung die Leistungsaufnahme des Rotationsantriebs bei vorgegebener Rotationsfrequenz ermittelt.There are two options in particular for that Determination of the current load on the tool. According to the first possibility, it is used as a measure of the actual load on the tool Rotation frequency of the tool at essentially constant power consumption of the rotary drive determined. According to the second option, is used as a measure of the actual load the power consumption of the Rotary drive at a given rotation frequency determined.
Die Arten der Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und
dem Werkstück sind häufig durch die Vorrichtung, mit der
der Paßkörper erstellt wird, vorgegeben. Das
erfindungsgemäße Verfahren läßt sich insbesondere dann
gut einsetzen, wenn die Relativbewegung zwischen dem
Werkzeug und dem Werkstück folgende Bewegungsarten
umfaßt:
Die eindimensionale Seitwärtsbewegung besteht vorzugsweise in einer Verschwenkung des Werkzeuges um eine Achse, die im wesentlichen parallel zur Symmetrieachse des Werkzeuges ist. Denkbar ist aber auch ein transversales Verschieben des Werkzeuges entlang einer Richtung, die im wesentlichen senkrecht sowohl zur Symmetrieachse des Werkzeuges als auch zur Richtung des linearen Vorschubs ist.The one-dimensional sideways movement exists preferably in a pivoting of the tool an axis that is substantially parallel to Axis of symmetry of the tool is. But it is also conceivable a transverse displacement of the tool a direction that is substantially perpendicular to both Axis of symmetry of the tool as well as to the direction of the is linear feed.
Um komplizierte Strukturen aus dem Werkstück herausarbeiten zu können, kann es sinnvoll sein, wenn die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück weiterhin eine Drehung des Werkstückes um eine Achse umfaßt, die im wesentlichen parallel zur Richtung des linearen Vorschubs ist. To complicated structures from the workpiece To be able to work out, it can make sense if the Relative movement between the tool and the workpiece further rotation of the workpiece around an axis includes which is substantially parallel to the direction of the is linear feed.
Vorteilhaft wird die gewünschte Kontur aus dem Werkstück in einer solchen Weise herausgearbeitet, daß der lineare Vorschub schrittweise der gesamten Bearbeitung in der selben Richtung erfolgt. Der Vorschub erfolgt dabei sinnvollerweise in Schritten, die klein gegenüber dem mittleren Durchmesser des Werkzeuges sind. Die Bahn wird in Abschnitte unterteilt, zwischen denen kein linearer Vorschub erfolgt. Die zu erwartende Belastung wird dann für jeden Abschnitt aus dem Vergleich der Bahn entlang dieses Abschnittes und der Bahn des jeweils vorhergehenden Abschnitts berechnet. Jeder Bewegungsabschnitt läßt sich aus den genannten Bewegungsarten b) und c), daß heißt aus einer Tiefenänderung des Werkzeuges und einer eindimensionalen Seitwärtsbewegung, zusammensetzen. Die Berechnung der zu erwartenden Abtragsleistung kann dabei punktweise an mindestens einem vorgewählten Punkt des Bewegungsabschnitts erfolgen.The desired contour from the workpiece is advantageous worked out in such a way that the linear Gradually feed the entire machining in the in the same direction. The feed takes place sensibly in steps that are small compared to the mean diameter of the tool. The web will divided into sections between which no linear Feed occurs. The expected load is then for each section from the comparison of the path along this section and the path of each previous section. Everyone Movement section can be from the above Movement types b) and c), that means from one Depth change of the tool and a one-dimensional one Sideways movement, put it together. The calculation of the expected removal rate can point at at least one selected point of the Movement section take place.
Handelt es sich bei dem Werkzeug um einen zylindrischen Schleifstift, ist es vorteilhaft, die Berechnung der zu erwartenden Belastung auf die folgende Weise vorzunehmen: Zur Bestimmung eines Maßes für die zu erwartende Belastung bei einer Tiefenänderung des Schleifstiftes im Werkstück wird näherungsweise derjenige Teil der Stirnfläche bestimmt, an dem ein Materialabtrag erfolgt. Die Geschwindigkeit der Tiefenänderung des Werkzeuges im Werkstück wird dann auf eine Maximalgeschwindigkeit begrenzt, die unter Zugriff auf eine Tabelle ermittelt wird, in der für mehrere Werte des Anteiles der Stirnfläche, an der ein Materialabtrag erfolgt, die zugeordnete Maximalgeschwindigkeit gespeichert ist.If the tool is a cylindrical one Abrasive pencil, it is advantageous to calculate the the expected load in the following way: To determine a measure for the expected Load when the depth of the grinding pin changes Approximately that part of the workpiece Determines the end face on which material is removed. The speed of the change in depth of the tool Workpiece is then at maximum speed limited, which is determined by accessing a table in which for several values of the share of Face on which material is removed, the assigned maximum speed is stored.
Auf ähnliche Weise erfolgt die Regelung der eindimensionalen Seitwärtsbewegung. Zur Bestimmung eines Maßes für die zu erwartende Belastung bei der eindimensionalen Seitwärtsbewegung wird die Höhe desjenigen Teiles der Mantelfläche des Schleifstiftes berechnet, an dem ein Materialabtrag erfolgt. Die Geschwindigkeit der eindimensionalen Seitwärtsbewegung wird dann auf eine Maximalgeschwindigkeit begrenzt, die unter Zugriff auf eine Tabelle ermittelt wird, in der für mehrere Werte der Höhe desjenigen Anteil der Mantelfläche, an dem ein Materialabtrag erfolgt, die zugeordnete Maximalgeschwindigkeit gespeichert ist.The regulation of the one-dimensional sideways movement. To determine a Measure of the expected load at the one-dimensional sideways movement becomes the height that part of the outer surface of the grinding pin calculated on which material is removed. The Speed of one-dimensional sideways movement is then limited to a maximum speed that is determined by accessing a table in which for multiple values of the amount of that proportion of Lateral surface on which material is removed, the assigned maximum speed is stored.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- Eine Prinzipskizze zur Bearbeitung des Werkstücks,
- Fig. 2
- die Lage des Schleifstiftes im Werkstück in einer ersten Bearbeitungsphase,
- Fig. 3
- die Lage des Schleifstiftes im Werkstück in einer zweiten Bearbeitungsphase, sowie
- Fig. 4
- einen schematischen Plan zum Ablauf der Regelung.
- Fig. 1
- A basic sketch for machining the workpiece,
- Fig. 2
- the position of the grinding pin in the workpiece in a first machining phase,
- Fig. 3
- the position of the grinding pin in the workpiece in a second machining phase, as well
- Fig. 4
- a schematic plan for the course of the scheme.
In der Fig. 1 ist ein Werkstück 1 auf einem Halter 2
montiert. Dieser ist in einer nicht dargestellten
Werkstückspindel eingespannt und mittels der
Werkstückspindel in axialer Richtung entlang der
Vorschubrichtung V verschiebbar. Oberhalb der Bildebene
ist ein nicht dargestellter Zylinderschleifer angeordnet,
welcher in einer Werkzeugspindel gelagert und mittels
eines Rotationsantriebs in Rotation versetzbar ist. Die
Rotation des Zylinderschleifers erfolgt um eine Achse,
die senkrecht auf der Bildebene und damit auch senkrecht
auf der Vorschubrichtung V steht.1 shows a
Mittels einer geeigneten Antriebsvorrichtung kann der Zylinderschleifer in der Werkzeugspindel entlang der Rotationsachse des Werkzeuges, also senkrecht zur Bildebene, auf das Werkzeug zu und von diesem wegbewegt werden. Dies entspricht einer Tiefenänderung des Zylinderschleifers im Werkstück entlang der Symmetrieachse des Schleifers. Zusätzlich kann die Werkzeugspindel um eine nicht dargestellte Achse in der Bildebene verschwenkt werden. Hierbei beschreibt der Zylinderschleifer eine kreisbogenförmige Bahn relativ zum Werkstück. Einige solche Bahnen, abhängig vom momentanen Betrag des Vorschubs des Werkstücks entlang V, sind in der Fig. 1 mit 4, 5 und 6 bezeichnet.By means of a suitable drive device, the Cylinder grinder in the tool spindle along the Rotation axis of the tool, i.e. perpendicular to the Image plane, moved towards and away from the tool become. This corresponds to a change in depth of the Cylinder grinder in the workpiece along the Axis symmetry. In addition, the Tool spindle around an axis, not shown, in the Image plane can be pivoted. Here describes the Cylinder grinder an arcuate path relative to Workpiece. Some such tracks, depending on the current one The amount of feed of the workpiece along V, are in 1 with 4, 5 and 6.
Zur Illustration des Bewegungsablaufes bei der
Bearbeitung des Werkstücks sei angenommen, daß im Zuge
der Bearbeitung eine Kontur im Werkstück 1 erzeugt werden
soll, wie sie durch die Konturlinien 3 angedeutet ist.
Diese Kontur besteht demnach in einer unregelmäßig
geformten Vertiefung im Werkstück 1 in die Bildebene
hinein. Eine solche Kontur kann zum Beispiel die
Kaufläche einer Zahnkrone sein, die aus dem Werkstück
gefertigt werden soll.To illustrate the sequence of movements at
Machining the workpiece is assumed to be in the course
a contour can be generated in
Zu Anfang der Bearbeitung befindet sich die
Werkstückspindel mit dem Halter 2 und dem daran
befestigten Werkstück 1 in ihrer Ausgangsstellung
bezüglich der Vorschubrichtung V. Der Zylinderschleifer
befindet sich dadurch bezüglich der Vorschubrichtung V am
oberen Ende des Werkstücks 1. Nach einem Null-Abgleich
der Werkzeuge, wie er beispielsweise in der EP-A-0 455
853 beschrieben ist, beginnt der eigentliche
Bearbeitungsvorgang. Hierzu wird der Schleifstift durch
einen geeigneten Vorschub des Werkstücks in Richtung V
und ein geeignetes Verschwenken der Werkzeugspindel an
die Position A gebracht. Der rotierende Schleifstift
beginnt nun mit der Bearbeitung des Werkstücks, indem er
entlang seiner Rotationsachse auf das Werkstück zubewegt
wird, bis seine Stirnfläche das Werkstück berührt und mit
dem Materialabtrag beginnt.At the beginning of the processing is the
Workpiece spindle with the holder 2 and the one on it
attached
Sobald der Schleifstift um den gewünschten Betrag in das
Werkstück eingedrungen ist, wird die Werkzeugspindel
entlang der Richtung 4 verschwenkt, wobei kontinuierlich
oder schrittweise jeweils eine Tiefenänderung des
Schleifstiftes im Werkstück erfolgt. Auf diese Weise wird
der erste Bahnabschnitt der herauszuarbeitenden Kontur
erzeugt.As soon as the grinding pin in the desired amount
Workpiece has penetrated, the tool spindle
pivoted along the
Sobald die Bearbeitung entlang dieses Abschnitts
abgeschlossen ist, wird das Werkstück 1 um einen kleinen
Betrag entlang der Vorschubrichtung V verschoben. Die
Größe des Vorschubschnittes hängt dabei insbesondere von
der gewünschten Präzision bei der Herausarbeitung der
Kontur ab. Er ist jedoch in jedem Falle sehr viel kleiner
als der Durchmesser des Schleifstiftes.Once editing along this section
is completed, the
Nach Ausführung dieses Vorschubschrittes wird nun die
Werkzeugspindel entlang einer parallel zur Richtung 4
verlaufenden Bahn zurückverschwenkt, wobei kontinuierlich
die Tiefe des Schleifstiftes im Werkstück verändert wird
und so ein zweiter Abschnitt der zu erzeugenden Kontur
herausgearbeitet wird. Diese Abfolge aus
Vorschubschritten und anschließendem Herausarbeiten der
Kontur entlang eines Bahnabschnitts durch Verschwenken
der Werkzeugspindel und Tiefenänderung des Werkzeuges
wird nun solange fortgesetzt, bis die gesamte Kontur
herausgearbeitet ist. Dabei erfolgt der Vorschub immer in
der selben Richtung entlang der Vorschubrichtung V.After executing this feed step, the
Tool spindle along a parallel to
Die Figuren 2 und 3 illustrieren das Abtragen des
Werkstückmaterials in verschiedenen Phasen während der
Bearbeitung des Werkstückes 1. Die Darstellung der
Figuren 2 und 3 erfolgt im Schnitt von der Seite, wobei
die Blickrichtung bezüglich der Fig. 1 von links
innerhalb der Bildebene liegt. Die Situation der Fig. 2
entspricht dabei etwa dem Zustand am Punkt B, die
Situation der Fig. 3 in etwa dem Zustand am Punkt C.
Sowohl die Fig. 2 als auch die Fig. 3 sind dabei als
stark schematisierende Darstellung zu verstehen, sind
also insbesondere nicht maßstabsgetreu.Figures 2 and 3 illustrate the removal of the
Workpiece material in different phases during the
Machining the
In der Fig. 2 hat der Schleifstift 7 nach mehreren
Vorschubschritten die dargestellten Position im Werkstück
1 erreicht. Hierbei hat er den Bereich 8 der gewünschten
Kontur aus dem Werkstück 1 herausgearbeitet. Nach einem
weiteren Vorschubschritt des Werkstücks 1 in Richtung V
arbeitet der Schleifstift 7 nun einen weiteren Abschnitt
der Kontur aus dem Werkstück 1 heraus. Hierzu wird er mit
der Werkzeugspindel verschwenkt, was einer Bewegung in
die Bildebene hinein oder aus ihr heraus entspricht, und
seine Tiefe im Werkstück wird verändert, was einer
Bewegung des Schleifstiftes nach oben oder unten entlang
der Rotationsachse 9 entspricht.2, the grinding
Dasselbe gilt in analoger Weise für die Fig. 3. Es ist
nun ein größerer Teil 8' der gewünschten Kontur im
Werkstück 1 herausgearbeitet. Auch hier erfolgt nach
jedem Vorschubschritt in Richtung V die Bewegung des
Werkzeuges in die Papierebene hinein oder aus ihr heraus
bzw. nach oben oder unten entlang der Rotationsachse 9.The same applies analogously to FIG. 3. It is
now a larger part 8 'of the desired contour in
Während der Bearbeitung des Werkstückes 1 lassen sich
verschiedene Belastungsarten oder Lastfälle für den
Schleifstift 7 unterscheiden. Der erste Lastfall ist der
sogenannte stirnseitige Lastfall. Dieser tritt auf, wenn
der Schleifstift 7 entlang seiner Rotationsachse in das
Werkstück 1 hinein verfahren wird. Ein Materialabtrag
erfolgt hier nur an der Stirnseite des Schleifstiftes.
Hierbei sind verschiedene Situationen zu unterscheiden.
In der ersten Situation nimmt die gesamte Stirnfläche des
Schleifstiftes am Materialabtrag teil. Dies ist zum
Beispiel dann der Fall, wenn in der Fig. 2 der
Schleifstift 7 entlang seiner Rotationsachse nach unten
verschoben wird. Man kann hier von einem vollständigen
stirnseitigen Lastfall sprechen. In der anderen Situation
nimmt nur ein Teil der Stirnfläche am Materialabtrag
teil. Dies ist zum Beispiel dann der Fall, wenn der
Schleifstift 7 in der Fig. 3 entlang seiner
Rotationsrichtung nach unten verschoben wird. Hierbei
erfolgt ein Abtrag in der Fig. 3 nur am rechten unteren
Ende des Schleifstiftes.During the machining of the
Eine ähnliche Unterscheidung kann auch für das
Verschwenken des Schleifstiftes in die Papierebene hinein
oder aus ihr heraus getroffen werden. Wird zum Beispiel
in der Fig. 2 der Schleifstift weit genug in die
Papierebene hineinverschwenkt, so erfolgt ein
Materialabtrag an einem verhältnismäßig großen Teil der
Mantelfläche. Dieser Teil liegt in der Fig. 2 auf der
rückwärtigen Seite des Schleifstiftes und ist durch die
besondere Schraffur angedeutet. Es liegt also eine hohe
mantelseitige Belastung vor. In der Fig. 3 erfolgt
dagegen ein Materialabtrag nur mit einem verhältnismäßig
kleinen Anteil der Mantelfläche des Schleifstiftes 7, der
wiederum durch die Schraffur angedeutet ist.A similar distinction can also be made for the
Swiveling the grinding pencil into the plane of the paper
or be hit out of it. For example
in Fig. 2 the grinding pin far enough in the
Swung in the paper plane, so there is a
Material removal on a relatively large part of the
Lateral surface. This part lies in FIG. 2 on the
back side of the grinding pin and is through the
special hatching indicated. So it's high
jacket-side load. 3 takes place
on the other hand, material removal only with a proportionate
small proportion of the outer surface of the grinding
Es ist also ersichtlich, daß im Verlaufe der Bearbeitung des Werkstückes sehr unterschiedliche Belastungen des Werkzeuges (Schleifstiftes 7) auftreten können.It is therefore evident that in the course of processing of the workpiece very different loads of the Tool (grinding pin 7) can occur.
Um zu verhindern, daß dabei eine Überbelastung des Werkzeuges auftritt, sind nun verschiedene Varianten denkbar. Die erste und einfachste Variante besteht darin, während der gesamten Bearbeitung die Geschwindigkeit der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück auf einen geringen Maximalwert zu begrenzen. Bei genügend niedriger Wahl dieser Geschwindigkeit führt dies dazu, daß selbst im ungünstigsten Lastfall keine Überbelastung des Werkzeuges erfolgen kann. Durch ein solches Vorgehen kann man zwar eine Überlastung des Werkzeuges wirksam verhindern, jedoch erhöht sich die Bearbeitungszeit des Werkstückes in inakzeptabler Weise.To prevent it from overloading the Tool occurs, there are now different variants conceivable. The first and simplest variant is the speed of the Relative movement between tool and workpiece on one limit low maximum value. With enough lower Choosing this speed leads to the fact that even in the worst case, no overloading of the Tool can be done. By doing so, one effectively overloads the tool prevent, however, the processing time of the Workpiece in an unacceptable manner.
Eine zweite Variante, die gemäß dem Stand der Technik bislang praktiziert wurde, besteht darin, die Belastung des Werkzeugs kontinuierlich zu ermitteln und die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück anhand der ermittelten Belastung zu regeln. Dazu wird beispielsweise die Rotationsfrequenz des Werkzeuges so geregelt, daß diese weitgehend konstant bleibt; es wird dann die Leistungsaufnahme des Werkzeugantriebs ermittelt, zum Beispiel durch Messung des Stromes bei einem elektrischen Werkzeugantrieb. Diese Leistungsaufnahme ist ein unmittelbares Maß für die momentane Belastung des Werkzeuges. Die Regelung der Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück erfolgt dann so, daß bei einer hohen Belastung die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück erniedrigt wird und umgekehrt. Bei einem idealen, verzögerungsfreien Funktionieren einer solchen Regelung könnte das Werkstück mit einer konstanten Abtragsleistung und konstanten Belastung des Werkzeuges bearbeitet werden.A second variant, according to the prior art So far, the burden has been practiced of the tool to determine continuously and the Relative movement between tool and workpiece based on regulate the determined load. This will for example the frequency of rotation of the tool regulated that this remains largely constant; it will then the power consumption of the tool drive determined, for example by measuring the current at an electric tool drive. This Power consumption is an immediate measure of that current load on the tool. The regulation of Relative speed between tool and workpiece then takes place in such a way that the Relative speed between tool and workpiece is lowered and vice versa. With an ideal, such a regulation works without delay could the workpiece with a constant stock removal rate and constant load on the tool become.
Insbesondere bei schnellen Lastwechseln reicht diese Regelung der Relativgeschwindigkeit alleine nicht aus. Sie wird gemäß der vorliegenden Erfindung um eine Vorausbestimmung der zu erwartenden Abtragsleistung bzw. This is sufficient, especially for rapid load changes Regulation of the relative speed alone is not enough. It is according to the present invention by a Predetermination of the expected removal rate or
Werkzeugbelastung ergänzt. Auf diese Art und Weise kann die Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück in denjenigen Bereichen, in denen eine hohe Abtragsleistung zu erwarten ist, von vornherein sehr langsam angeführt werden und umgekehrt in Bereichen, in denen nur eine niedrige Abtragsleistung erwartet wird, eine höhere Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück gewählt werden.Tool load added. That way the movement between tool and workpiece in those areas in which a high stock removal rate is expected to be very slow from the start and vice versa in areas where only one low stock removal rate is expected to be higher Relative speed between tool and workpiece to get voted.
Der Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens ist
schematisch in der Fig. 4 illustriert. Die geometrischen
Daten des zu erstellenden Paßkörpers sind in einer
Rechen- und Speichereinheit 10 gespeichert. Im Falle der
Fertigung eines zahnmedizinischen Prothetikpaßkörpers
können diese Daten beispielsweise auf an sich bekannte
Weise aus einer optischen 3D-Aufnahme eines Bereiches der
Mundhöhle gewonnen werden. Aus diesen geometrischen Daten
errechnet die Rechen- und Speichereinheit 10 einerseits
die Bahn, auf der sich das Bearbeitungswerkzeug und das
Werkzstück relativ zueinander bewegen, sowie andererseits
für eine Anzahl von Punkten dieser Bahn die zu erwartende
Abtragsleistung des Werkzeuges. Schließlich errechnet die
Rechen- und Steuereinheit 10 hieraus Steuersignale, die
sie an eine Regelungseinheit 11 weitergibt. Die
Regelungseinheit 11 regelt verschiedene
elektromotorische, hydraulische oder pneumatische
Antriebe, die zur Ausführung einer Relativbewegung
zwischen Werkzeug und Werkstück vorgesehen sind. In der
Fig. 4 sind diese Antriebe schematisch zu einer
Antriebseinheit 12 zusammengefaßt. Neben den
Steuersignalen aus der Rechen- und Steuereinrichtung 10
erhält die Regelungseinrichtung 11 weiterhin auch Signale
von einer Antriebsregelung 13, mit deren Hilfe der
elektromotorische Rotationsantrieb 14 des
Bearbeitungswerkzeuges geregelt wird. Die Regelung
erfolgt in einer solchen Weise, daß die Rotationsfrequenz
des Bearbeitungswerkzeuges weitgehend konstant bleibt.
Der Regelungseinheit 11 werden dann Signale zugeführt,
die Informationen über die Leistungsaufnahme des
Rotationsantriebes 14 enthalten. Aus den Signalen der
Rechen- und Steuereinheit 10 einerseits und der
Antriebsregelung 13 andererseits ermittelt die
Regelungseinheit 11 die notwendigen Stellgrößen für die
Antriebseinheit 12, die erforderlich sind, um die
Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück entlang
der berechneten Bahn auszuführen.The sequence of the method according to the invention is
schematically illustrated in FIG. 4. The geometrical
Data of the fitting body to be created are in one
Computing and
Eine Methode zur Berechnung der zu erwartenden
Abtragsleistung in der Rechen- und Steuereinrichtung 10
wird im folgenden näher erläutert.A method for calculating the expected
Material removal rate in the computing and
Die Bahn wird in der Rechen- und Steuereinrichtung 10
zunächst in eine Vielzahl von Abschnitten aufgeteilt,
während derer kein linearer Vorschub des Werkstücks
entlang der Vorschubsrichtung erfolgt. Für jeden
Abschnitt kann nun punktweise die Berechnung der
Schwenkposition des Werkzeuges sowie die Berechnung der
Tiefe des Werkzeuges im Werkstück erfolgen. Prinzipiell
läßt sich die Bahn also darstellen durch eine Vielzahl
von Zahlentripeln, wobei der erste Zahlenwert jeden
Tripels den Bahnabschnitt, der zweite Zahlenwert die
Schwenkposition des Werkzeuges und der dritte Zahlenwert
die Tiefe des Werkzeugs im Werkstück angibt. Falls das
Werkstück zusätzlich eine Drehung um die Vorschubachse
ausführt, kommt hierzu ein weiterer Zahlenwert für den
Drehwinkel des Werkstücks.The web is in the computing and
Die Berechnung der Babndaten muß dabei nicht für die gesamte Bahn vollständig vor Beginn des Schleifvorgangs erfolgen. Sie kann auch abschnittsweise durchgeführt werden, beispielsweise während des Ausschleifens eines Bahnabschnittes jeweils für den nächsten Bahnabschnitt.The calculation of the baby data need not be for the Entire web completely before the start of the grinding process respectively. It can also be carried out in sections be, for example, during the grinding of a Track section for the next track section.
Zur Erläuterung der Regelung der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück sei nun zunächst angenommen, daß die Bearbeitung einer bestimmten Anzahl von Bahnabschnitten schon erfolgt ist. In der Rechen- und Steuereinheit 10 sind zu diesem Zeitpunkt zumindest die Bahndaten des zuletzt ausgearbeiteten Bahnabschnittes sowie die Bahndaten des nächsten zu bearbeitenden Bahnabschnittes gespeichert. Die Rechen- und Steuereinheit 10 vergleicht nun punktweise für jede Schwenkposition des Schleifstiftes die Tiefe des Schleifstiftes im Werkstück auf der zuletzt ausgearbeiteten und auf der nächsten auszuarbeitenden Bahn. Durch diesen Vergleich kann zweierlei erkannt werden:
- Für jeden Punkt der Bahn läßt sich zunächst berechnen, ob ein Materialabtrag mit der Stirnseite des Schleifstiftes erfolgt. Falls dies der Fall ist, kann weiterhin näherungsweise derjenige Anteil der Stirnfläche des Schleifstiftes berechnet werden, an dem ein Materialabtrag stattfindet. In die Rechen- und Steuereinheit 10 wurde zuvor eine Tabelle eingespeichert, in der für verschiedene Anteile der Stirnfläche, an denen ein Abtrag stattfindet, die jeweils maximal zulässige Geschwindigkeit für die Tiefenänderung des Schleifstiftes im Werkstück eingetragen ist. Diese Maximalgeschwindigkeit wurde zuvor für das jeweilige Werkstückmaterial empirisch im Labor ermittelt.
- Ebenfalls ermöglicht der abschnittsweise Vergleich der Bahndaten die Berechnung desjenigen Anteils der Mantelfläche, an dem ein Materialabtrag stattfindet. In der Rechen- und Steuereinheit 10 wurde zuvor eine weitere Tabelle eingetragen, in der für verschiedene Werte des Anteils der Mantelfläche die jeweils maximale zulässige Geschwindigkeit für die Schwenkbewegung des Werkzeuges relativ zum Werkstück eingetragen ist. Durch Vergleich mit dieser Tabelle kann so für jeden Punkt der Bahn die maximal zulässige Schwenkgeschwindigkeit ermittelt werden.
- For each point on the path, it can first be calculated whether there is material removal with the end face of the grinding pin. If this is the case, the portion of the end face of the grinding pin on which material is removed can also be approximately calculated. A table was previously stored in the computing and
control unit 10, in which the maximum permissible speed for the change in depth of the grinding pin in the workpiece is entered for different portions of the end face on which ablation takes place. This maximum speed was previously determined empirically for the respective workpiece material in the laboratory. - The section-by-section comparison of the web data also enables the calculation of that portion of the lateral surface on which material is removed. A further table was previously entered in the computing and
control unit 10, in which the maximum permissible speed for the pivoting movement of the tool relative to the workpiece is entered for different values of the proportion of the lateral surface. By comparing this table, the maximum permissible swivel speed can be determined for each point on the path.
Falls zusätzlich eine Drehung des Werkstücks um die Vorschubachse V ausgeführt wird, gilt das Gesagte analog auch für die maximale Geschwindigkeit für die Drehung des Werkstücks um diese Achse.If the workpiece is additionally rotated around the Feed axis V is executed, the same applies analogously also for the maximum speed for the rotation of the Workpiece around this axis.
Die Rechen- und Steuereinrichtung 10 leitet nun Signale
an die Regelungseinheit 11 weiter, die geeignet sind, den
Antrieb für die Verschwenkung des Werkzeuges und die
Tiefenänderung des Werkzeuges anzusteuern. Falls der
Antrieb beispielsweise Schrittmotoren enthält, liefert
die Rechen- und Steuereinrichtung 10 an die
Regelungseinrichtung 11 Informationen über die an jedem
Bahnpunkt vorzunehmende Anzahl von Verstellschritten des
Schrittmotors und die zeitliche Abfolge dieser
Verstellschritte. Die zeitliche Abfolge der
Verstellschritte legt dabei insbesondere die
Geschwindigkeit der Relativbewegung fest. Sie wird so
gewählt, daß diese Geschwindigkeit nahe, aber unterhalb
der berechneten maximal zulässigen Geschwindigkeit liegt.The computing and
Die Regelungseinrichtung 11 steuert mit Hilfe dieser
Signale unmittelbar die Antriebe für die
Verschwenkbewegung und die Tiefenänderung des Werkzeuges
sowie nach Ende eines jeden Bahnabschnitts den Antrieb
für den Werkstückvorschub an. Dabei erhält sie aus der
Regelungseinrichtung 13 Informationen über die momentane
Belastung des Schleifstiftes. Bei optimalen Bedingungen,
das heißt bei exakter Justierung der Werkzeuge, einem
neuen und damit leistungsstarken Schleifstift, optimaler
Kühlung usw. wird die ermittelte momentane Belastung
weitgehend mit der berechneten Belastung übereinstimmen.
Die Regelungseinrichtung braucht in diesem Fall nicht
einzugreifen. Ist jedoch der Schleifstift abgenutzt und
daher weniger leistungsfähig als erwartet, oder liegen
sonstige nicht optimale Betriebsbedingungen vor, so wird
die tatsächliche Belastung des Schleifstiftes höher als
die berechnete Belastung sein. In diesem Fall greift die
Regelungseinrichtung 11 regelnd ein, in dem sie die
Relativgeschwindigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück
absenkt.The
Die Kombination aus einer Vorausberechnung der zu erwartenden Belastung und einer Ermittlung der tatsächlichen momentanen Belastung zum Zwecke der Regelung der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück bringt eine Vielzahl von Vorteilen mit sich, von denen hier einige genannt seien:
- Die Bewegungsgeschwindigkeit des Schleifstifts kann an Positionen, an denen nur ein geringer Materialabtrag erfolgt, erheblich gesteigert werden. Hierdurch ergibt sich eine kürzere Gesamtbearbeitungsdauer bei der Fertigung eines Werkstücks. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn aus dem Werkstück ein zahnärztlicher Prothetikpaßkörper gefertigt werden soll, der unmittelbar in der Praxis des Zahnarztes im Mund des Patienten eingesetzt werden soll.
- Die Kräfte zwischen Werkstück und Schleifstift werden insbesondere an solchen Positionen, an denen viel Material abgetragen werden muß, durch die dort reduzierte Bewegungsgeschwindigkeit erheblich vermindert. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn filigrane Formen mit geringer Materialstärke ausgearbeitet werden sollen. Bei übermäßiger Krafteinwirkung zwischen Schleifstift und Werkstück können solche Formen leicht abbrechen. Ebenso wird ein Abbrechen des Schleifstiftes verhindert.
- In jeder denkbaren Betriebssituation ist eine
ausreichende Kühlung des Schleifstiftes gewährleistet.
Bei der Erkennung einer starken Belastung des
Schleifstiftes kann die
Regelungseinrichtung 11 so eingestellt werden, daß unter Umständen sogar ein vollständiges Zurückziehen des Schleifstiftes aus dem Werkzeug erfolgt. Dies erlaubt eine schnelle Kühlung der belasteten Flächen und das Ausspülen von abgetragenen Partikeln aus Vertiefungen im Werkstück. - Das Verfahren ist nicht nur bei Einsatz eines Schleifstiftes anwendbar, sondern ebensogut auch für andere Werkzeuge wie Fräser oder Schleif- und Trennscheiben.
- Schließlich ermöglicht das vorgeschlagene Verfahren eine selbsttätige Erkennung der Abnutzung des Schleifstiftes. Eine solche Erkennung kann über die Überwachung der Häufigkeit des Eingreifens der Regelung 11 aufgrund einer übermäßigen Belastung des Schleifstiftes erfolgen. Bei einem zu häufigen Eingreifen der Regelung über einen längeren Zeitraum kann der Benutzer durch eine geeignete Signaleinrichtung dazu aufgefordert werden, den Schleifstift zu wechseln.
- The speed of movement of the grinding pin can be increased considerably at positions where only a small amount of material is removed. This results in a shorter total machining time when manufacturing a workpiece. This is particularly important if a dental prosthetic fitting is to be made from the workpiece and is to be used directly in the dentist's practice in the patient's mouth.
- The forces between the workpiece and the grinding pin are considerably reduced, in particular at positions where a lot of material has to be removed, by the reduced speed of movement there. This is particularly important when filigree shapes with low material thickness are to be worked out. Such forms can easily break off when excessive force is applied between the grinding pin and the workpiece. The grinding pin is also prevented from breaking off.
- Adequate cooling of the grinding pin is guaranteed in every conceivable operating situation. When a strong load on the grinding pin is detected, the
control device 11 can be set in such a way that under certain circumstances there is even a complete withdrawal of the grinding pin from the tool. This allows the contaminated surfaces to be cooled quickly and rinsed particles to be rinsed out of depressions in the workpiece. - The method can be used not only when using a grinding pin, but also for other tools such as milling cutters or grinding and cutting discs.
- Finally, the proposed method enables the wear of the grinding pin to be recognized automatically. Such a detection can take place by monitoring the frequency of intervention of the
control 11 due to an excessive load on the grinding pin. If the control intervenes too often over a longer period of time, the user can be prompted by a suitable signaling device to change the grinding pin.
Das erfindungsgemäße Regelungsverfahren kann häufig ohne
apparative Änderung an bestehenden Vorrichtungen zur
Erstellung von medizinischen Paßkörpern implementiert
werden. Eine solche Vorrichtung wird in jedem Falle
ohnehin eine Rechen- und Steuereinrichtung umfassen, die
nach geeigneter Programmierung die Funktionalität der
Rechen- und Steuereinrichtung 10 der Fig. 4 übernehmen
kann. Gleichfalls wird in vielen bestehenden
Vorrichtungen schon eine Regelungseinheit zur Erkennung
von Überlast vorhanden sein. Statt einer festen maximalen
Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Werkzeug
wird dieser Regelungseinheit nun eine variable maximale
Relativgeschwindigkeit vorgegeben, die vom jeweiligen
Bahnpunkt abhängig ist. So kann auf einfache Weise und
mit geringem Kostenaufwand eine sehr zuverlässige
Regelung erreicht werden. The control method according to the invention can often without
apparatus change to existing devices for
Creation of medical fitting bodies implemented
become. Such a device is in any case
anyway comprise a computing and control device that
After suitable programming, the functionality of the
Take over computing and
- 11
- Werkstückworkpiece
- 22nd
- Halterholder
- 33rd
- zu erstellende Konturcontour to be created
- 4 - 64 - 6
- BahnabschnitteTrack sections
- 77
- SchleifstiftGrinding pin
- 8, 8'8, 8 '
- herausgearbeitete Konturworked out contour
- 99
- RotationsachseAxis of rotation
- A, B, CA, B, C
- BearbeitungspunkteEdit points
- VV
- VorschubsrichtungFeed direction
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